Reactor de serie de filtro tipo seco

El reactor de serie de filtro de tipo seco de Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. está diseñado para compensación de potencia reactiva basada en condensadores y mitigación de armónicos en sistemas de energía de media tensión. Instalado en serie con un banco de capacitores, el reactor ayuda a limitar la corriente de irrupción de conmutación del capacitor, controlar la amplificación armónica y establecer las características de impedancia requeridas de un circuito de filtro sintonizado o desafinado.

El reactor de la serie de filtros de tipo seco utiliza un sistema de aislamiento de tipo seco con un núcleo de hierro laminado y espacios de aire distribuidos. Su inductancia se fija según el diseño eléctrico especificado. En comparación con un reactor en serie sumergido en aceite, la configuración de tipo seco elimina el aceite aislante y puede considerarse para subestaciones interiores, equipos de compensación compactos e instalaciones donde es necesario minimizar los requisitos de gestión de aceite y protección contra incendios.

La clasificación final del reactor, la inductancia y el porcentaje del reactor deben determinarse a partir del banco de capacitores, el voltaje del sistema, la frecuencia y las condiciones armónicas de la aplicación.

Descripción general del producto

Los bancos de condensadores instalados para compensación de potencia reactiva pueden interactuar con la impedancia del sistema eléctrico. Bajo ciertas condiciones de operación, esta interacción puede amplificar los armónicos existentes o producir una corriente transitoria excesiva cuando se conmutan los capacitores.

Se conecta un reactor en serie con la batería de condensadores para modificar la impedancia del ramal de compensación.

Dependiendo del porcentaje del reactor seleccionado y del diseño del sistema, puede realizar varias funciones:

· Limitar la corriente de entrada de conmutación del condensador

· Reducir el riesgo de amplificación armónica

· Cambiar las características de resonancia de la combinación condensador-sistema

· Forma una rama de filtro sintonizado cuando está diseñado para una frecuencia armónica específica

· Reducir la tensión impuesta a las unidades de condensadores y equipos de conmutación asociados.

· Proporcionar la reactancia inductiva requerida para el circuito de compensación.

Por lo tanto, no se selecciona una bobina de filtro independientemente de la batería de condensadores. Los parámetros del reactor y del condensador deben evaluarse como parte del mismo sistema de compensación.

Principio de funcionamiento

El reactor está conectado en serie con el banco de condensadores. Su reactancia inductiva cambia la impedancia de la rama del condensador e influye en la frecuencia de resonancia del circuito.

Para un filtro sintonizado, la inductancia y la capacitancia se seleccionan para proporcionar la respuesta requerida alrededor de una frecuencia armónica objetivo. Para un banco de condensadores desafinados, el reactor normalmente se selecciona para alejar el punto resonante del sistema de las frecuencias armónicas dominantes en lugar de crear un filtro sintonizado bruscamente.

El porcentaje de reactor apropiado depende de la aplicación. Los valores de diseño comunes pueden incluir diferentes porcentajes, como 5%, 6%, 7% u otros valores específicos del proyecto, pero el valor correcto debe determinarse a partir del estudio del sistema en lugar de seleccionarse como una especificación universal.

El reactor también limita la velocidad y magnitud de la corriente durante la energización del capacitor. Esto reduce la tensión eléctrica en las unidades de condensadores, contactores o dispositivos de conmutación y ayuda a mejorar las condiciones de funcionamiento de la rama de compensación.

Construcción principal

1. Núcleo de hierro laminado con espacios de aire distribuidos

El núcleo se ensambla a partir de laminaciones de acero eléctrico con espacios de aire distribuidos. La estructura de entrehierro proporciona la reluctancia magnética requerida y ayuda a mantener la inductancia diseñada bajo la corriente operativa especificada.

La sujeción del núcleo y el refuerzo mecánico están diseñados para controlar la vibración y mantener la estabilidad estructural durante el funcionamiento normal y condiciones de cortocircuito específicas.

2. Bobinado de cobre

El devanado utiliza conductores de cobre seleccionados de acuerdo con la corriente nominal y los requisitos térmicos del reactor.

Para la construcción de tipo seco, el devanado se puede aislar utilizando un sistema de resina epoxi fundido al vacío. La disposición final del devanado depende de la clase de voltaje, corriente, servicio térmico y requisitos de aislamiento del proyecto.

3. Aislamiento de resina fundida

El sistema de aislamiento de tipo seco proporciona aislamiento eléctrico entre el devanado y los componentes estructurales conectados a tierra.

La fundición al vacío puede reducir los huecos dentro del sistema de aislamiento y proporcionar una estructura mecánica rígida. La configuración del aislamiento se determina según el nivel de aislamiento requerido y las condiciones ambientales.

4. Soporte mecánico y control de vibraciones

El conjunto del reactor incorpora soportes aislantes, componentes de sujeción y elementos de control de vibraciones.

Estos componentes están diseñados para mantener la estabilidad del devanado y del núcleo durante el funcionamiento normal y en condiciones transitorias o de cortocircuito específicas.

5. Monitoreo de temperatura y enfriamiento

Se pueden proporcionar sensores de temperatura para monitorear la temperatura de funcionamiento del reactor.

Dependiendo de la corriente nominal y del diseño térmico, el reactor puede utilizar refrigeración por aire natural o refrigeración por aire forzado. Se pueden incorporar funciones de alarma y control de ventilador cuando sea necesario.

Especificaciones técnicas

La siguiente tabla proporciona los principales parámetros que deben confirmarse durante la aclaración técnica. Los valores exactos dependen del banco de condensadores y del diseño del sistema de potencia.

Nota técnica: El porcentaje del reactor, la inductancia, la clasificación actual y la frecuencia de ajuste objetivo no deben tratarse como especificaciones intercambiables. Deben calcularse junto con el banco de condensadores y la impedancia del sistema.

Porcentaje de reactor y selección de filtro

El porcentaje del reactor es un parámetro importante a la hora de configurar una rama de filtro de batería de condensadores.

Representa la relación entre la reactancia inductiva del reactor y la reactancia capacitiva del condensador a la frecuencia fundamental. Diferentes porcentajes de reactor producen diferentes características resonantes.

Por esta razón, el reactor no debe seleccionarse simplemente porque comúnmente se usa un porcentaje particular.

La selección normalmente considera:

· Tensión del sistema

· Frecuencia fundamental

· Tensión y capacidad del banco de condensadores

· Potencia reactiva requerida

· Espectro armónico existente

· Órdenes armónicos dominantes

· Capacidad de cortocircuito de la red

· Impedancia del transformador

· Características del cable y la línea

· Frecuencia de conmutación del condensador esperada

· Rendimiento de filtro requerido

· Estándares aplicables y especificaciones del cliente

Para proyectos que involucran una distorsión armónica significativa, se debe completar un estudio de armónicos o una evaluación de la calidad de la energía antes de finalizar los parámetros del reactor.

Reactor de filtro versus reactor desafinado

Los términos reactor de filtro y reactor desafinado describen diferentes objetivos de diseño y no deben usarse indistintamente.

La configuración final debe seleccionarse de acuerdo con el espectro armónico real y el diseño del sistema de compensación.

Características clave del diseño

Construcción tipo seco y sin aceite

El reactor no contiene aceite aislante. Esto elimina el llenado de aceite, la inspección de fugas de aceite y el reemplazo de aceite del mantenimiento de rutina.

La configuración se puede considerar para subestaciones interiores e instalaciones compactas de compensación de capacitores donde se prefiere un diseño libre de aceite.

Inductancia fija

El reactor proporciona una inductancia predeterminada en lugar de una reactancia continuamente ajustable. Sus parámetros eléctricos se seleccionan durante la etapa de ingeniería en función de la función de compensación y control de armónicos requerida.

Limitación de corriente de conmutación de condensadores

Cuando se energiza un banco de capacitores, puede ocurrir una corriente transitoria. El reactor en serie aumenta la impedancia del circuito y ayuda a limitar la magnitud y la velocidad de la corriente de conmutación.

El efecto de limitación real depende de la configuración del banco de condensadores, el método de conmutación y la impedancia del sistema.

Control armónico y de resonancia

Un reactor en serie correctamente seleccionado cambia la impedancia y las características resonantes de la rama de compensación. Dependiendo del diseño, se puede utilizar para filtrado sintonizado o desafinación.

No se debe describir que el reactor en sí elimina todos los armónicos. Su rendimiento depende de la configuración completa del sistema condensador-reactor.

Monitoreo de temperatura

Se puede incorporar un control de la temperatura al reactor. Para diseños de mayor corriente, se pueden proporcionar funciones de control de ventilador y refrigeración por aire forzado cuando lo requiera el cálculo térmico.

Aplicaciones típicas

El reactor en serie de filtro de tipo seco se puede especificar para sistemas de compensación basados ​​en capacitores en aplicaciones tales como:

· Sistemas de distribución de 10 kV y 35 kV

· Subestaciones interiores y estaciones de conmutación

· Plantas industriales y parques industriales

· Sistemas de energía para minería e industria pesada

· Sistemas de compensación de potencia reactiva de banco de condensadores

· Instalaciones de mitigación de armónicos

· Proyectos de mejora de la calidad de la energía

· Sistemas con conmutación frecuente de condensadores

· Equipo compacto de compensación interior

La clasificación adecuada del reactor debería determinarse a partir de las características eléctricas del sistema de compensación completo.

Información de selección para compradores

Para una cotización de proyecto, la siguiente información es útil:

1. Tensión nominal del sistema

2.  Frecuencia del sistema

3.  Potencia reactiva requerida en kvar o Mvar

4. Tensión nominal del banco de condensadores

5. Capacidad del banco de condensadores

6. Porcentaje o inductancia del reactor requerido, si ya se especifica

7. Orden armónico objetivo, para aplicaciones de filtro sintonizado

8. Espectro armónico medido o calculado

9. Capacidad de cortocircuito o impedancia de cortocircuito

10. Ubicación de instalación

11. Temperatura ambiente y altitud

12.  Instalación interior o exterior

13. Normas IEC, GB o específicas del proyecto aplicables

14. Pruebas requeridas de rutina, tipo o especiales

Si aún no se ha determinado el porcentaje o la inductancia del reactor, se pueden proporcionar para revisión técnica los parámetros del banco de capacitores y la información disponible del sistema.

Capacidad de fabricación y pruebas

El reactor de serie de filtro de tipo seco es fabricado por Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd., establecida en 1999 en Jiangshan, Zhejiang, China.

Yulan fabrica transformadores y reactores hasta la clase 110 kV. La empresa ocupa aproximadamente 35.000 m², incluido un taller de producción de 15.000 m², y cuenta con más de 75 empleados, incluido personal técnico y de ingeniería.

Las instalaciones de producción y pruebas incluyen:

· Equipo de elevación de 80 toneladas

· Sistema de secado al vacío en fase vapor de queroseno de 400 kW para productos de clase 110 kV

· Equipo de prueba de impulso de 1200 kV

· Equipo de prueba de tensión soportada en frecuencia industrial de 400 kV

· Equipo de prueba de inducción de 300 kV

· Equipo de bobinado vertical controlado por ordenador

· Líneas de corte longitudinal y transversal

· Equipo de bobinado de láminas

· Equipo de prensado hidráulico

· Otros equipos de prueba y producción de transformadores y reactores

Las instalaciones de fabricación y pruebas disponibles permiten alinear la configuración del reactor y el programa de pruebas con los requisitos técnicos de los proyectos individuales.

Gestión de Calidad y Pruebas

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. opera los siguientes sistemas de gestión:

· Sistema de Gestión de Calidad ISO 9001:2015

· Sistema de Gestión Ambiental ISO 14001

· ISO 45001:2018 Sistema de Gestión de Seguridad y Salud en el Trabajo

Para proyectos de reactores, los requisitos de prueba aplicables están determinados por el diseño del producto, la norma aplicable y las especificaciones del cliente.

Cuando sea necesario, la documentación técnica puede incluir informes de pruebas relevantes y registros de inspección de fábrica.

Para proyectos de exportación, los requisitos IEC aplicables, los requisitos del mercado de destino y las especificaciones del cliente deben confirmarse durante la etapa de aclaración técnica.

Reactores en serie de tipo seco versus reactores en baño de aceite

La selección entre construcción de tipo seco y sumergida en aceite depende de la tensión nominal, la corriente, la capacidad, el entorno de instalación, los requisitos térmicos y las especificaciones del proyecto.

Esta comparación es una referencia general de ingeniería. La selección final del equipo debe basarse en las especificaciones del proyecto y el estudio del sistema.

Documentación técnica

Dependiendo del proyecto y contrato, la documentación de suministro puede incluir:

· Especificaciones técnicas del producto

· Dibujo de disposición general

· Información de la placa de identificación

· Esquema eléctrico o diagrama de cableado de control, cuando corresponda.

· Informe de prueba de rutina

· Documentación de inspección de fábrica

· Instrucciones de instalación y funcionamiento

· Certificado de producto

· Certificados de gestión de calidad relevantes

El paquete de documentación exacto debe confirmarse durante la cotización y la revisión del contrato.

Preguntas frecuentes

1. ¿Qué es un reactor en serie con filtro de tipo seco?

Un reactor en serie de filtro de tipo seco es un dispositivo inductivo conectado en serie con un banco de condensadores. Modifica la impedancia de la rama de compensación, ayuda a limitar la corriente de conmutación del condensador y puede usarse para filtrado o desafinación de armónicos, según el diseño del sistema.

2. ¿Cuál es la diferencia entre un reactor de filtro y un reactor en derivación?

Un reactor en derivación está conectado en paralelo con el sistema de energía y se utiliza principalmente para absorber energía reactiva capacitiva de líneas y cables.

Un reactor en serie de filtro está conectado en serie con un banco de condensadores. Sus funciones principales incluyen cambiar la impedancia de la rama de compensación, limitar la corriente de conmutación y controlar las características armónicas o de resonancia.

3. ¿Qué significa el porcentaje del reactor?

El porcentaje del reactor describe la relación entre la reactancia de frecuencia fundamental del reactor y la reactancia capacitiva del condensador. Influye en las características resonantes de la rama condensador-reactor.

El porcentaje correcto depende del sistema y debe determinarse durante el diseño de ingeniería.

4. ¿Puede un reactor filtrar los armónicos 3.º, 5.º y 7.º al mismo tiempo?

No necesariamente. Una única rama de filtro sintonizado normalmente se diseña alrededor de una frecuencia o rango armónico específico. Si es necesario abordar múltiples órdenes armónicos, es posible que se requieran múltiples ramas de filtro o una estrategia de filtrado diferente.

El espectro armónico y la impedancia del sistema deben evaluarse antes de seleccionar la configuración del reactor.

5. ¿Un reactor en serie elimina los armónicos?

No. El reactor cambia las características de impedancia y frecuencia de la rama del capacitor. Su eficacia en la mitigación de armónicos depende del diseño completo del filtro, incluido el condensador, el reactor, la impedancia del sistema y las fuentes de armónicos existentes.

6. ¿El reactor protege los condensadores durante la conmutación?

Un reactor en serie puede ayudar a limitar la corriente de irrupción de conmutación del banco de condensadores y reducir la tensión eléctrica transitoria. El efecto de protección real depende de la configuración del banco de condensadores y del equipo de conmutación.

7. ¿Se puede utilizar el reactor en un sistema de 10 kV o 35 kV?

Sí, los reactores en serie de tipo seco se pueden diseñar para aplicaciones de media tensión, como sistemas de 10 kV y 35 kV. La corriente nominal, el nivel de aislamiento, la inductancia y el porcentaje del reactor deben determinarse a partir del sistema de compensación específico.

8. ¿Se puede instalar el reactor en interiores?

Sí. La construcción de tipo seco es adecuada para instalaciones interiores aplicables. El diseño final debe considerar la temperatura ambiente, la ventilación, el nivel de contaminación, los requisitos de aislamiento, los espacios libres y la disipación de calor.

9. ¿Puede Yulan fabricar un reactor de filtro personalizado?

Sí. Yulan puede configurar el reactor de acuerdo con el voltaje, corriente, inductancia, porcentaje del reactor, condiciones de instalación, método de enfriamiento y estándares técnicos aplicables.

10. ¿Qué información debo proporcionar para una cotización?

Para una evaluación técnica inicial, proporcione el voltaje del sistema, la frecuencia, la capacidad del banco de capacitores, el voltaje del capacitor, los Mvar o kvar requeridos, el porcentaje del reactor o la inductancia si se conoce, información sobre armónicos y condiciones de instalación.

Si aún no se han determinado los parámetros del reactor, se puede proporcionar un diagrama unifilar e información del banco de capacitores para revisión técnica.